Dispositivo (1) para la recepción y transmisión de energía eléctrica de un colector (P) a al menos un transformador de energía dispuesto en el interior (3) de un vehículo de tracción sobre carriles,

o tren de tracción, como un motor de tracción eléctrico, un transformador, un generador de aire a presión eléctrico, una instalación de climatización eléctrica, o similares, que contiene como elementos al menos un transformador de tensión (UW), un interruptor maestro (HS), un conmutador de control principal (HS-St), un contador de energía (EZ) y un transformador de corriente (IW), caracterizado porque al menos el transformador de tensión (UW), el interruptor maestro (HS), el control de interruptor maestro (HS-St), el contador de energía (EZ), y el transformador de corriente (IW) están reunidos mediante integración en una carcasa común (20), mediante unión por brida en yuxtaposición de su carcasa, o mediante integración de al menos algunos elementos (EZ, HS-St) en una carcasa común (20), y embridado de los elementos restantes en la carcasa común (20), en caso dado junto con una pieza de techo (22) para dar una unidad de construcción prefabricable, o para dar un módulo prefabricable (18)

40

45

Estado de la Técnica

La invención parte de un dispositivo para la recepción y transmisión de energía eléctrica de un colector a al menos un transformador de energía dispuesto en el interior de un vehículo de tracción sobre carriles, o tren de tracción, como un motor de tracción eléctrico, un transformador, un generador de aire a presión eléctrico, una instalación de climatización eléctrica, o similares, que contiene como elementos al menos un transformador de tensión, un interruptor maestro, un conmutador de control principal, un contador de energía y un transformador de corriente, según la parte introductoria de la reivindicación 1.

Para el abastecimiento de corriente de vehículos de tracción y trenes de tracción eléctricos con corriente continua o corriente alterna es necesaria una conexión bipolar. La línea de contacto aislada, bajo tensión de tierra, forma un polo de conexión, los carriles no aislados forman el otro polo de conexión. Por regla general, la línea de contacto se forma como una catenaria suspendida por encima de las vías. En muchos trenes de transporte de cercanías, la línea de contacto no se construye como catenaria por motivos de espacio, sino como una línea de carril de contacto dispuesta junto a las vías. El colector genera entonces el contacto eléctrico de la catenaria abarcada al vehículo de tracción. El retorno de corriente a los carriles se efectúa a través de las ruedas del vehículo de tracción.

Para la recepción, transmisión y puesta a disposición de energía eléctrica para el transformador de energía eléctrico dispuesto en el interior, como convertidor estático y motor de tracción, los vehículos sobre carriles accionados eléctricamente poseen diferentes elementos eléctricos y electromagnéticos. Estos elementos aseguran las siguientes funciones:

- contacto con la catenaria o los carriles conductores, a modo de ejemplo mediante pantógrafos, colectores,

cursores con correspondientes instalaciones de control, como por ejemplo válvulas, unidades de

compresión auxiliares, mandos electromecánicos,

- aislamiento y conexión de energía eléctrica, a modo de ejemplo mediante interruptores de tensión,

dispositivos de activado y conmutadores, interruptores maestros, aisladores de puesta a tierra con

correspondientes instalaciones de control y accionamiento,

- protección frente a sobretensión, a modo de ejemplo mediante derivadores de sobretensión,

- conducción y transmisión de energía eléctrica con correspondiente aislamiento, a modo de ejemplo mediante conductores, conmutaciones de tejado, aislantes,

- conversión y medida de tensión, corriente y energía eléctrica, eventualmente también de temperatura y

campos magnéticos, a modo de ejemplo mediante transformadores de tensión, transformadores de

corriente y contadores de energía.

Actualmente, los citados elementos se instalan por separado para cada vehículo sobre carriles, y se conmutan según especificación de proyecto. A tal efecto, los elementos para la conexión de transformadores de energía del vehículo sobre carriles con la línea de contacto mediante instalación aislada y conexión se montan sobre el techo, u otros espacios de construcción apropiados. El gasto a tal efecto es correspondientemente elevado.

En contrapartida, la presente invención toma como base la tarea de perfeccionar un dispositivo del tipo citado inicialmente, de tal manera que sea elaborable de modo más conveniente, más fácil de montar, y presente una seguridad operacional más elevada.

Según la invención, esta tarea se soluciona mediante las características de la reivindicación 1.

Ventajas de la invención

La invención se basa en la idea de que las funciones del interruptor maestro con la pertinente instalación de control de interruptor maestro están integradas junto con la medida de corriente y tensión y un contador de energía en un módulo o en una unidad constructiva.

A tal efecto, el transformador de tensión, el interruptor maestro, el control de interruptor maestro, el contador de energía y el transformador de corriente están reunidos mediante integración en una carcasa común, mediante unión por brida en yuxtaposición, o mediante integración de al menos uno de estos elementos en una carcasa común, y

40

45

embridado de los elementos restantes en la carcasa común, en caso dado junto con una pieza de techo para dar una unidad de construcción prefabricable, o para dar un módulo prefabricable.

Los citados elementos se presentan en muchos tipos de vehículos de tracción esencialmente en la misma forma constructiva y en el mismo tamaño, de modo que a partir de su reunión se produce un módulo estandarizado, empleable universalmente.

Consecuentemente, para reducir el número de componentes de un vehículo sobre carriles para la conexión de transformador de energía con la línea de contacto, según la invención numerosas funciones están integradas en una unidad constructiva. De ello resultan, entre otras, las siguientes ventajas:

No en último término se sitúa la responsabilidad de funcionalidad y seguridad de la unidad constructiva en el fabricante que elabora la misma, en lugar de varios proveedores, como hasta la fecha, que simplifica la gestión de siniestros. En suma resulta un elevado potencial de ahorro de costes.

Una ventaja esencial consiste también en que por una parte el transformador de corriente, a través del cual tiene lugar la medida de corriente, y por otra parte el interruptor maestro, que se controla mediante la medida de corriente en caso de cortocircuito, en el cual se emplea su función de protección, están alojados en un único módulo. Debido a la conexión, por consiguiente premontada e "interna" de interruptor maestro y transformador de corriente, se puede asegurar y diagnosticar la compatibilidad funcional de ambos elementos ya antes del montaje del módulo en el vehículo de tracción y en la operación, lo que aumenta ventajosamente la protección frente a averías de estos elementos relevantes para la seguridad.

No en último término, dentro del módulo o de la unidad constructiva puede tener lugar un control de plausibilidad de los tamaños de entrada y/o de partida de los elementos aislados, a modo de ejemplo dentro de una rutina de diagnóstico, que se lleva a cabo, a modo de ejemplo, por un aparato de control integrado en el módulo. Tal control de plausibilidad se refiere en especial a la medida de corriente y tensión, relevante para la seguridad, dentro del módulo. Por lo tanto, mediante las citadas medidas se aumenta la funcionalidad y la seguridad frente a averías del dispositivo.

El módulo según la invención se puede emplear en todas las especies de vehículos de tracción sobre carriles, en especial para trenes de tracción en transporte de larga distancia y regional, locomotoras, pudiéndose alimentar las mismas por una tensión alterna o continua, preferentemente una tensión alterna.

De la siguiente descripción de ejemplos de ejecución se extraen conclusiones más exactas.

Dibujo

A continuación se representan en el dibujo, y se explican más detalladamente en la siguiente descripción ejemplos de ejecución de la invención. En el dibujo muestra

la figura 1 un diagrama de bloques de un dispositivo para la recepción y transmisión de energía eléctrica de

una línea de contacto a al menos un transformador de corriente dispuesto en el interior... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para la recepción y transmisión de energía eléctrica de un colector (P) a al menos un transformador de energía dispuesto en el interior (3) de un vehículo de tracción sobre carriles, o tren de tracción, como un motor de tracción eléctrico, un transformador, un generador de aire a presión eléctrico, una instalación de 5 climatización eléctrica, o similares, que contiene como elementos al menos un transformador de tensión (UW), un interruptor maestro (HS), un conmutador de control principal (HS-St), un contador de energía (EZ) y un transformador de corriente (IW), caracterizado porque al menos el transformador de tensión (UW), el interruptor maestro (HS), el control de interruptor maestro (HS-St), el contador de energía (EZ), y el transformador de corriente (IW) están reunidos mediante integración en una carcasa común (20), mediante unión por brida en yuxtaposición de su carcasa, o mediante integración de al menos algunos elementos (EZ, HS-St) en una carcasa común (20), y embridado de los elementos restantes en la carcasa común (20), en caso dado junto con una pieza de techo (22) para dar una unidad de construcción prefabricable, o para dar un módulo prefabricable (18).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento estructural o el módulo (18) está montado previamente y dispuesto sobre un tejado (6) del vehículo de tracción sobre carriles o del tren de tracción. 3. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el módulo (18) comprende al menos una pieza de tejado (22) separada, fijable de manera móvil en el tejado (6) del vehículo de tracción sobre carriles o del tren de tracción.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la pieza de tejado (22) porta una zona de alta tensión

(8) que sobresale hacia fuera, y una zona de baja tensión (10) que entra en el interior (3) del vehículo de tracción sobre carriles o del tren de tracción, comprendiendo la zona de alta tensión (8) al menos el interruptor principal (HS, 30), un sensor (24) para la medida de tensión y un sensor (26) para la medida de corriente, y la zona de baja tensión

(10) al menos una instalación de valoración (28) para las señales proporcionadas para la medida de tensión y corriente en el bastidor del contador de energía EZ, así como el control de interruptor principal (HS-St), y estando alojados al menos alguno de los elementos (28, HS-St, EZ) de la zona de baja tensión (10) en una carcasa común

25 (20).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el interruptor principal (HS) contiene al menos un tubo de conmutación de vacío horizontal (30), que se soporta por aislantes (32, 34) que sobresalen de la pieza de tejado (22) verticalmente, que alojan al menos un sensor (24) para la medida de tensión y una mecánica (36) para el accionamiento del tubo de conmutación de vacío (30), que se acciona mediante el control de interruptor maestro HSt.

2 25kV/50Hz o 15kV/16,7 Hz